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公开(公告)号：CN112818576A
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202110116287.4
申请日：2021-01-28
申请人： 华中科技大学
IPC分类号： G06F30/23
摘要： 本发明属于复合结构设计优化领域，公开一种曲线纤维复合结构设计多层级优化方法，包括：建立参数化层次，从最粗层到最细层；对于每一层在结构内部均匀布局一系列场中心点，根据场中心点构建向量场，给定各场中心点处的初始向量，求解各场中心点处的初始权重系数；利用有限元分析建立刚度矩阵与设计变量的关系；通过基于敏度及其共轭映射的优化算法更新设计变量达到结构柔度最小的目标；得到较粗层优化问题的解，进而计算邻近较细层的设计初始值；重复以上步骤，求解最细层优化问题，得到曲线纤维复合结构最优纤维角度空间连续变化布局。优化方法与基于无散向量场插值的参数化格式结合，在设计变量减少优化效率较高的同时，优化过程计算成本降低。
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公开(公告)号：CN111723457B
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202010383646.8
申请日：2020-05-08
申请人： 华中科技大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/17 , G06F17/16 , G06F113/26
摘要： 本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种纤维曲线铺放变刚度结构优化设计的水平集方法，其包括以下步骤：首先，在结构设计域内设置一系列设计点和场中心点，并构建向量场，进而求解各场中心点处的初始权重系数；其次，将结构设计域划分为有限个单元，根据单元中心点和场中心点构建向量场，利用参数化水平集函数的切线方向来描述整体纤维角度布局；再者，建立单元刚度矩阵以求解整体位移向量和目标函数值，并以权重系数为设计变量，柔度最小化为设计目标，计算目标函数关于设计变量的灵敏度；其次，更新设计变量后重复迭代，直到满足优化终止条件。本发明能够保证纤维相互平行，避免最优结构在制造过程中出现纤维重叠或存在间隙的情况。
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公开(公告)号：CN111723457A
公开(公告)日：2020-09-29
申请号：CN202010383646.8
申请日：2020-05-08
申请人： 华中科技大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/17 , G06F17/16 , G06F113/26
摘要： 本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种纤维曲线铺放变刚度结构优化设计的水平集方法，其包括以下步骤：首先，在结构设计域内设置一系列设计点和场中心点，并构建向量场，进而求解各场中心点处的初始权重系数；其次，将结构设计域划分为有限个单元，根据单元中心点和场中心点构建向量场，利用参数化水平集函数的切线方向来描述整体纤维角度布局；再者，建立单元刚度矩阵以求解整体位移向量和目标函数值，并以权重系数为设计变量，柔度最小化为设计目标，计算目标函数关于设计变量的灵敏度；其次，更新设计变量后重复迭代，直到满足优化终止条件。本发明能够保证纤维相互平行，避免最优结构在制造过程中出现纤维重叠或存在间隙的情况。
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公开(公告)号：CN112818576B
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202110116287.4
申请日：2021-01-28
申请人： 华中科技大学
IPC分类号： G06F30/23
摘要： 本发明属于复合结构设计优化领域，公开一种曲线纤维复合结构设计多层级优化方法，包括：建立参数化层次，从最粗层到最细层；对于每一层在结构内部均匀布局一系列场中心点，根据场中心点构建向量场，给定各场中心点处的初始向量，求解各场中心点处的初始权重系数；利用有限元分析建立刚度矩阵与设计变量的关系；通过基于敏度及其共轭映射的优化算法更新设计变量达到结构柔度最小的目标；得到较粗层优化问题的解，进而计算邻近较细层的设计初始值；重复以上步骤，求解最细层优化问题，得到曲线纤维复合结构最优纤维角度空间连续变化布局。优化方法与基于无散向量场插值的参数化格式结合，在设计变量减少优化效率较高的同时，优化过程计算成本降低。
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公开(公告)号：CN111444579A
公开(公告)日：2020-07-24
申请号：CN202010166397.7
申请日：2020-03-11
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明属于复合材料结构优化设计领域，并具体公开了一种考虑可制造性的复合材料结构优化设计方法。该方法包括：划分复合材料结构的设计域并设定纤维角度的初始值；建立单元刚度矩阵并计算整体位移向量和各单元的位移向量；计算目标函数柔度值，同时计算各单元中心点的灵敏度；设置长边与纤维方向平行的第一矩形区域，并得到各单元中心点的过滤灵敏度；设置长边与纤维方向垂直的第二矩形区域，以得到各单元中心点的灵敏度平均值；更新各单元中心点的纤维角度并重复上述步骤，直至满足优化终止条件，以此完成复合材料结构的优化设计。采用本发明提供的方法能够得到可制造并满足工艺约束的变刚度复合材料结构设计，极大改善了结构的可制造性。
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公开(公告)号：CN110955941A
公开(公告)日：2020-04-03
申请号：CN201911206379.0
申请日：2019-11-29
申请人： 华中科技大学
IPC分类号： G06F30/17 , G06F30/23 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种基于向量场的复合材料结构优化设计方法及设备，属于复合材料结构设计领域。该方法包括：在结构设计域内设置系列离散设计点并定义设计点的权重系数，将设计域划分为若干个单元，定义每个单元中心点处的向量；根据设计点坐标和单元中心点坐标计算线性无关向量场，结合设计点权重系数计算单元中心点向量和单元中心点纤维角度；定义复合材料结构优化设计问题中的设计变量、设计目标和设计约束；进行有限元分析，建立各单元刚度矩阵和整体刚度矩阵，求解位移场；计算目标函数对设计变量的灵敏度；更新设计变量，重复上述步骤直到满足优化终止条件。本发明可保证纤维角度的空间连续性，减少设计变量，提高优化效率。
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公开(公告)号：CN111444579B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202010166397.7
申请日：2020-03-11
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明属于复合材料结构优化设计领域，并具体公开了一种考虑可制造性的复合材料结构优化设计方法。该方法包括：划分复合材料结构的设计域并设定纤维角度的初始值；建立单元刚度矩阵并计算整体位移向量和各单元的位移向量；计算目标函数柔度值，同时计算各单元中心点的灵敏度；设置长边与纤维方向平行的第一矩形区域，并得到各单元中心点的过滤灵敏度；设置长边与纤维方向垂直的第二矩形区域，以得到各单元中心点的灵敏度平均值；更新各单元中心点的纤维角度并重复上述步骤，直至满足优化终止条件，以此完成复合材料结构的优化设计。采用本发明提供的方法能够得到可制造并满足工艺约束的变刚度复合材料结构设计，极大改善了结构的可制造性。
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公开(公告)号：CN110955941B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN201911206379.0
申请日：2019-11-29
申请人： 华中科技大学
IPC分类号： G06F30/17 , G06F30/23 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种基于向量场的复合材料结构优化设计方法及设备，属于复合材料结构设计领域。该方法包括：在结构设计域内设置系列离散设计点并定义设计点的权重系数，将设计域划分为若干个单元，定义每个单元中心点处的向量；根据设计点坐标和单元中心点坐标计算线性无关向量场，结合设计点权重系数计算单元中心点向量和单元中心点纤维角度；定义复合材料结构优化设计问题中的设计变量、设计目标和设计约束；进行有限元分析，建立各单元刚度矩阵和整体刚度矩阵，求解位移场；计算目标函数对设计变量的灵敏度；更新设计变量，重复上述步骤直到满足优化终止条件。本发明可保证纤维角度的空间连续性，减少设计变量，提高优化效率。
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